光明萤石矿产出于湘东锡田岩体北部,为探究矿区内黑云母花岗岩与萤石成矿的关联,对岩体和萤石矿体进行了系统的地球化学研究,并利用LA-(MC)-ICP-MS对黑云母花岗岩中锆石开展了U-Pb年代学、微量元素及Hf同位素地球化学研究。结果显示,黑云母花岗岩具有高硅(SiO_2=72.62%~77.34%)、高碱(Na_2O+K_2O=6.03%~8.66%)、富铝(Al_2O_3=12.02%~13.83%)特征,A/CNK值介于1.07~1.14之间,为过铝质花岗岩。3个样品低U锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值在215~218 Ma之间,指示花岗岩侵位于印支期。矿区黑云母花岗岩印支期—燕山期锆石年龄为237~133 Ma,在230~210 Ma、190~170 Ma、150~130 Ma存在3个较集中的年龄峰期,暗示岩浆侵位后受到热事件影响,推测矿区岩浆活动具有多阶段性。黑云母花岗岩岩体有较强的负Eu异常,且富集大离子亲石元素Rb、Th、U,亏损Ba、Nb等元素;萤石具有中等程度的负Eu异常,Rb、Ba、Nb、Hf相对亏损,U、La、Nd、Zr、Y相对富集。按照燕山期成矿岩浆活动时间(133 Ma)估算,岩体ε_(Nd)(t)=-11.2~-10.6,二阶段模式年龄为1793~1837 Ma;萤石ε_(Nd)(t)=-11.3~-10.0,二阶段模式年龄为1741~1848 Ma,二者具有较一致的Nd同位素组成。岩体锆石Hf同位素测定值具有较大的变化范围,~(176)Hf/~(177)Hf=0.282234~0.282420,ε_(Hf)(t)=-16.7~-8.5,T_(DM2)=1756~2214 Ma,显示古—中元古代地壳模式年龄。综合研究发现,光明萤石矿多阶段岩浆活动起源于成熟地壳白云母的脱水熔融,经历了印支期—燕山期多期次的岩浆补给和较强的结晶分异。萤石矿石与矿区内燕山期花岗岩具有相似的稀土与微量元素特征,与黑云母花岗岩不同,暗示光明矿床萤石成矿与区内燕山期岩浆活动有关,成矿流体主要为岩浆热液,并有少量大气降水加入。